大洋锰结核氨浸渣热处理对脱硫的影响

大洋锰结核氨浸渣是锰结核提取有色金属后的残留物,主要矿物成分为菱锰矿,少量的针铁矿、粘土矿物、石英和非晶二氧化硅.锰结核氨浸渣煅烧处理是锰结核氨浸渣制备脱琉吸附剂的关键步骤.本文用XRD、TGA-DTA、SEM、BET-SSA等表征方法研究了大洋锰结核氨浸渣热处理结构演化.结果表明,锰结核氨浸渣主要是菱面体形状的菱锰矿,煅烧产物仍然保持菱面体假象,但是由于菱锰矿分解氧化,在其表面形成大量的网状孔,导致比表面积增大;在30～1000℃的升温过程中,失重主要发生在450～560℃之间;450～500℃空气气氛煅烧后菱锰矿分解并氧化为MnO2;当煅烧温度继续升高时MnO2转化为Mn2O3和Mn3O4;脱H2S实验表明,锰结核氨浸渣480℃煅烧产物脱硫效率最高,1 g煅烧产物可去除的310mg S2-.     

大洋锰结核氨浸渣作为陶瓷原料的实验研究

通过研究大洋锰结核经氨浸工艺提取Co,Ni,Cu等有价金属后的粉末状固体残渣（氨浸渣）对石英-长石-高岭土3组分陶瓷体系烧结行为及制品性能的影响发现：3组分体系中添加不超过10％的氨浸渣,在1140℃烧结90min,烧结体的抗折强度大于65．9MPa,吸水率小于0．128％．达到JC／T665-1997规定的要求。氨浸渣的助熔效果明显,添加5％～10％即可降低3组分陶瓷烧结温度40℃～80℃,添加量过多（超过10％）会增加熔体相含量．易引起坯体过烧,不利于坯体致密化和烧成工艺控制。添加氨浸渣,烧结体呈灰白色一黄褐色,且烧结体颜色随氨浸渣含量增加而变深。研究认为,氨浸渣可以作为石英-长石-高岭土3组分陶瓷的助熔剂和色料。     

大洋锰结核氨浸渣制备纳米态钾锰矿的研究

利用大洋锰结核还原氨浸渣为原料通过水热法合成了纳米态钾锰矿,并分析了反应pH值对合成产物物相、晶体形态的影响.实验结果表明,合成反应较佳pH值为5～7,反应体系中存在K+、SO42-对合成纳米态钾锰矿十分有利.该方法降低了钾锰矿合成成本,为钾锰矿商业化生产提供了思路,同时为大洋锰结核氨浸渣的资源化利用和清洁生产开辟了新的途径.     

大洋锰结核氨浸渣脱硫剂的制备与再生性能

随着陆地矿产资源的日渐匮乏,开发利用以锰结核为代表的海洋矿产资源已经成为21世纪举世瞩目的战略课题。目前大洋锰结核冶炼工艺尚处于试验阶段,主要有湿法、火法-湿法联合流程和微生物萃取法等(孙传尧,2003)。而无论何种冶炼工艺,都将产生大量固体废渣,其中,锰结     

锰矿石脱硫产物处理含铜废水动态实验研究

氧化型锰矿石脱硫产物含大量硫化锰,利用这种材料装填固定床进行净化水中铜离子的动态试验.在材料粒径0.45～0.9mm、进水pH=5.8、进水滤速4.58 m/h条件下,1 t锰矿石脱硫产物可以处理923 tρ(Cu~(2+))=50 mg/L的含铜废水,出水ρ(Cu~(2+))<0.5 mg/L,低于国家一级排放标准.控制进水pH在4～9之间、降低进水滤速、采用较小粒径的材料有利于提高锰矿石脱硫产物处理含铜废水的容量.利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对材料和产物进行表征,证明锰矿石脱硫产物去除水中铜离子是基于离子交换反应的原理.     

大洋锰结核中钴的赋存状态及提取实验研究

为合理有效地提取和利用大洋金属资源,在对大洋锰结核化学成分及矿物组成进行测定的基础上,采用分布溶解法对钴的赋存状态进行了分析.选择还原氨浸法对大洋锰结核中的多金属进行了浸取实验,并用铵黄铁矾法对浸取液进行了除铁及用硫化沉淀法对钴进行分离提取等实验.结果表明:大洋锰结核中钴的质量分数可达0.30%,且主要以硅酸钴、氧化钴和硫化钴的形式存在.氨浸提取可以有效地使金属离子从结核中溶出,其中钴的浸出率最高可达93.25%;铵黄铁矾法可将浸出液中的铁全部去除.提取的硫化钴中除含有少量铬外未见其它杂质元素.     

攀钢渣铁冶炼脱硫工艺及实践研究

以熔炼攀钢渣铁生产低硫生铁为基础,经大量实验找到了一种适应炉外脱硫的复合脱硫剂,以改善炉外脱硫工艺为重点,采用炉内、炉外一次性联合脱硫新工艺,使铁水含硫量降到了0.03%～0.05%.     

大洋多金属结核浸出渣动态吸附Cu2+的实验研究

实验以大洋多金属结核浸出渣(66%,质量分数)为主要原料、高岭土(21%)为粘结剂、蛭石(13%)为膨胀剂,研制出用于动态吸附废水中重金属离子的浸出渣颗粒。以造粒后的颗粒为吸附剂动态处理含Cu2 的模拟废水,研究发现溶液浓度、流速、pH值对动态吸附效果的影响,选定浸出渣颗粒动态处理重金属废水的工艺参数:造粒后浸出渣颗粒的比表面积为18.61 m2/g,当模拟废水中Cu2 溶液的初始浓度为27 mg/L、pH=5.35、出口流速为10 ml/h时,每克浸出渣颗粒可动态处理模拟废水114.3 ml,处理后溶液中阳离子的浓度≤0.5 mg/L,实验效果明显。     

闪锌矿精矿氧压酸浸渣中硫的回收实验研究

对锌精矿氧压酸浸渣中硫的回收进行了研究,选择不燃不爆的有机试剂A作萃硫剂,在加热条件下,浸渣中的硫溶解于有机试剂A中,冷却后析出单质硫。当液固比为8∶1,≥110℃加热6～8min,硫回收率达98.5%,纯度>99.5%。     

铜镉渣中总锌的容量法测定

用二次分离法将氨分离滤液中的干扰离子生成氢氧化物沉淀,消除有色金属离子的干扰,锌回收良好,电锌铜镉渣试样中测定总锌结果令人满意.     

羟基磷灰石对水溶液中Fe3+的吸附动力学及热力学研究

研究了羟基磷灰石(HAP)对水溶液中Fe3+的吸附动力学及热力学。研究表明,HAP对水溶液中Fe3+的吸附符合Langmiur等温吸附,ct/q=0.006 4 ct+0.018 3;该吸附反应符合一级反应动力学方程,ln CR=-0.043 5 t+4.324 4;吸附反应活化能为Ea=36.26 k J/mol;标准摩尔反应焓为正值表明反应过程吸热;当温度大于285.7 K时,吉布斯自由能小于0,反应可自发进行。     

Removal of Pb2+ from aqueous solutions using two Brazilian rocks containing zeolites

The removal of Pb²⁺ from aqueous solution by two Brazilian rocks that contain zeolites—amygdaloidal dacite (ZD) and sandstone (ZS)—was examined by batch experiments. ZD contains mordenite and ZS, stilbite. The effects of contact time, concentration of metal in solution and capacity of Na⁺ to recover the adsorbed metals were evaluated at room temperature (20°C). The sorption equilibrium was reached in the 30 min of agitation time. Both materials removed 100% of Pb²⁺ from solutions at concentrations up to 50 mg/L, and at concentrations larger than 100 mg/L of Pb²⁺, the adsorption capacity of sandstone was more efficient than that of amygdaloidal dacite due to the larger quantities and the type of zeolites (stilbite) in the cement of this rock. All adsorbed Pb²⁺ was easily replaced by Na⁺ in both samples. The analysis of the adsorption models using nonlinear regression revealed that the Sips and the Freundlich isotherms provided the best fit for the ZS and ZD experimental data, respectively, indicating the heterogeneous adsorption surfaces of these zeolites.     

Polymerization of silicate and aluminate tetrahedra in glasses,melts and aqueous solutions—II. The network modifying effects of Mg2+ , K+, Na+, Li+, H+, OH−, F−, Cl−, H2O,CO2 and H3O+ on silicate polymers

The effect of the group IA and VIIA ions, as well as Mg²⁺, and the molecules H₂O, CO₂, H₃O⁺ and OH^? on the energy of the Si-O bond in a H₆Si₂O₇ cluster has been calculated using semiempirical molecular orbital calculations (CNDO/2). Three types of elementary processes, i.e. substitution, addition, and polymerization reactions have been used to interpret data on the dynamic viscosity, surface tension and surface charge, hydrolytic weakening, diffusivity, conductivity, freezing point depression, and degree of polymerization of silicates in melts, glasses, and aqueous solutions. As a test of our calculational procedure, observed X-ray emission spectra of binary alkali silicate glasses were compared with calculated electronic spectra. The well known bondlength variations between the bridging bond [Si-O(br)] and the non-bridging bond [Si-O(nbr)] in alkali silicates are shown to be due to the propagation of oscillating bond-energy patterns through the silica framework. A kinetic interpretation of some results of our calculations is given in terms of the Bell-Evans-Polanyi reaction principle.     

海泡石改性及吸附Zn2+研究

金属离子型无机抗菌剂具有安全性好、抗菌广谱、时效长和耐热等许多优良性能,在许多领域有广泛的应用价值。金属离子型无机抗菌剂由金属抗菌离子和无机载体材料组成,其抗菌性能与载体材料对抗菌金属离子的吸附量有关。本文初步研究了对海泡石进行酸改性及用海泡石载抗菌锌离子(Zn2+)的两种工艺方式对海泡石结构及载Zn2+量的影响。通过原子吸收发射光谱、X射线衍射、扫描能谱电子显微镜及傅立叶变换红外光谱等技术的分析表明,用体积浓度为5%的HCL,在70℃温度下对海泡石进行酸处理,在提高海泡石纯度,分散海泡石纤维束、使海泡石结构中孔隙扩大,进而达到更多载入Zn2+目的等方面都是十分必要和有效的方法;采用干湿循环方式将Zn2+载于海泡石能提高海泡石的载Zn2+量,但干湿循环方式操作更复杂,能耗更大,应视具体情况酌情选择使用。     

热处理褐铁矿去除水中的Mn2+

本文利用褐铁矿中针铁矿经热脱水相变获得以纳米晶赤铁矿为主要物相的纳米-微米多级孔结构材料,并用于模拟净化富Mn~(2+)地下水。同时考察了热处理温度、初始pH值、初始Mn~(2+)浓度、吸附反应时间等对材料去除溶液中Mn~(2+)的影响。XRD、TEM、BET表征结果表明,300℃热处理产物中赤铁矿孔径最小为2.7 nm,比表面积最大达到107.4 m~2/g。吸附实验结果表明,在pH值5~10的范围内,p H值对煅烧褐铁矿颗粒对Mn~(2+)去除效果影响较小;材料在贫氧条件下对水中低浓度Mn~(2+)的最大吸附量为6.45 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型;褐铁矿热处理形成的纳米晶赤铁矿对Mn~(2+)具有吸附和催化氧化作用,其中的杂质锰氧化物对Mn~(2+)的吸附和催化氧化具有增强作用。     

ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr2+的吸附行为

研究了ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr~(2+)的吸附行为,考察了pH值、纤维加入量、Sr~(2+)初始浓度、作用时间等对吸附行为的影响,并采用SEM、EDS和FTIR等现代分析测试手段探讨了ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附机制。结果表明,在pH值为7.0、纤维加入量为2.0 g/L、Sr~(2+)初始质量浓度为50 mg/L的条件下,纤维对Sr~(2+)的吸附在4 h左右基本达到平衡。实验条件下ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的最大吸附量可达26.22 mg/g。等温吸附拟合结果表明,ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附可能是以单分子层为主的单分子层和多分子层吸附共同作用的结果。纤维对Sr~(2+)的动力学吸附过程符合准二级动力学模型。红外光谱分析表明Sr~(2+)与纤维上—NH_2和—COOH等基团进行配位络合从而吸附在纤维表面,—CH_2—和C=CH_2等基团参与此吸附过程。能谱分析表明Sr~(2+)与纤维上Na~+和Ca~(2+)还存在着离子交换作用。     

溶出珊瑚砂中Ca~(2+)、Mg~(2+)的动力学实验研究及其影响因素

通过改变固液比、摇床转速、珊瑚砂粒径、温度、溶液pH值及溶液含盐量等参数,对珊瑚砂在水溶液中溶出Ca~(2+)、Mg~(2+)进行了实验,以探讨溶出过程中的动力学规律和影响因素。实验结果表明,珊瑚砂中Ca~(2+)、Mg~(2+)溶出量随反应时间逐渐增大;摇床转速越快、固液比越大、温度越高、溶液pH值越低,Ca~(2+)、Mg~(2+)溶出量越大;当珊瑚砂粒径为2.36~4.75 mm、溶液含盐量为100 mg/L时,Ca~(2+)、Mg~(2+)溶出量最大。统计分析表明,摇床转速、温度及溶液p H值均对珊瑚砂溶出有显著影响,但溶液p H值影响最大。珊瑚砂在水中的溶出过程符合收缩核内扩散模型,表明控制整个溶出过程反应速率的决定因素是内扩散速率;在15~40℃时,珊瑚砂在纯水中溶出Ca~(2+)、Mg~(2+)的活化能分别为78.07和74.91 k J/mol。     

以Hg~(2+)离子为前驱体标定煤热解气中气相元素汞量

汞易挥发且通常以气态形式在大气环境中迁移转化,检测汞在气相中的含量可为汞的治理工作提供依据,但检测气相汞的技术并不成熟。该项工作需要准确地对气相元素汞量进行测定,而测定的前提是必须具备准确、可靠的标定方法。本研究提出以Hg~(2+)离子为前驱体标定煤热解气中气相元素汞量的方法。该方法是基于水溶液中Hg~(2+)可被还原剂定量还原成元素汞蒸汽的原理,实现对气相元素汞量的标定。与传统的基于饱和蒸汽原理的标定方法相比,该方法的优点是取样时不易受温度影响,易于精确控制汞量,且避免了实验室内储存汞蒸汽所造成的汞污染。以测定四种煤在热解过程中元素汞的释放量为例考察了本方法的准确性,结果表明本方法具有较好的重复性和适应性。与美国Ontario-Hydro方法分析的结果进行对比,两种方法的相对标准偏差均小于3.0%,说明本研究的标定方法的可靠性较高。     

Mg2+调控低温环境下单水方解石的合成

在4℃的低温条件下,通过模拟纳木错湖水中主要离子种类,控制反应体系中的Mg/Ca摩尔比,探究纳木错单水方解石(MHC)的无机成因,并利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对实验沉淀产物进行了分析。结果表明,单水方解石是通过无定形碳酸钙(ACC)转化而来的,且单水方解石的形成和稳定受溶液中的Mg2+调控。当反应溶液中Mg/Ca 2时,生成方解石和镁方解石;当反应溶液中Mg/Ca 2时,单水方解石生成,并且在溶液中的存在时间随着Mg/Ca摩尔比的增加而增加。Mg/Ca=2时,单水方解石在溶液中仅存在48 h,随后转化为文石和少量镁方解石。单水方解石形成过程中Mg2+的作用主要是抑制方解石成核和生长,使单水方解石能够在溶液中形成并稳定存在。此结果为纳木错单水方解石无机成因提供一定的研究基础。